河南新种Setophoma henanensis的鉴定及其引起花生根腐病的病原学特征与防治研究

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:BMC Microbiology 4

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  为解决花生根腐病病原多样性不明及防治策略不足的问题,中国研究人员通过形态学与多基因位点(ITS、LSU、TUB2、TEF-1α、RPB2)系统发育分析,鉴定出全球首例Setophoma henanensis新种,证实其可侵染花生及玉米、小麦等作物,且对苯醚甲环唑等4类杀菌剂敏感。该研究为花生根腐病防控提供了新靶点,发表于《BMC Microbiology》。

  

花生(Arachis hypogaea L.)是全球重要的油料作物,中国作为最大生产国,河南省贡献了全国33.55%的产量。然而,近年来因耕作制度调整和抗病品种缺乏,花生根腐病在河南省日益严重,造成20%-63%的田间发病率,威胁产业安全。传统研究多聚焦于镰刀菌(Fusarium spp.)等已知病原,但2021年河南省5个城市的花生根部样本中,一种未被描述的病原真菌引发了广泛关注。

为解析这一新病原,河南省农业科学院的研究团队从120份病根样本中分离出22株Setophoma属真菌。通过整合形态学特征(如产孢器具刚毛、无隔透明分生孢子)和ITS、LSU、TUB2、TEF-1α、RPB2五基因联合系统发育分析,研究者发现这些菌株形成一个独立分支,与近缘种Setophoma terrestris的基因相似度仅为94.03%-95.95%,遂命名为Setophoma henanensis sp. nov.(新种)。该成果发表于《BMC Microbiology》,首次揭示了Setophoma属真菌对花生的致病性。

研究采用柯赫氏法则(Koch's postulates)验证病原性:用带菌小米基质接种花生幼苗后,重现了田间典型的根腐症状(褐黑色坏死),并从病根中重新分离出相同真菌。更值得注意的是,该菌还能侵染玉米、小麦、辣椒和葱,暗示其广寄主适应性可能加剧轮作田块的病原积累。在杀菌剂筛选中,苯醚甲环唑(difenoconazole)的EC50值最低(0.09 mg·L-1),显著优于其他测试药剂,为田间防控提供了直接依据。

关键实验方法

  1. 样本采集与分离:从河南省8个花生田采集120份病根,经表面消毒后于PDA培养基分离真菌。
  2. 多基因系统发育分析:扩增ITS、LSU等5个基因片段,通过最大似然法(ML)和贝叶斯推断(BI)构建进化树。
  3. 致病性验证:采用小米基质接种法测试花生及4种作物幼苗,观察根腐症状并再分离病原。
  4. 杀菌剂敏感性:测定22株菌对4类杀菌剂的EC50值,采用线性回归分析抑制率。

研究结果
形态与分子鉴定
菌株LM 21022在燕麦培养基(OA)上产生不规则分生孢子器,分生孢子多油滴(3-5个),尺寸(4-8×2-3 μm)显著大于S. terrestris。五基因联合树支持其为新种(支持率PP=1.0/BS=99)。

寄主范围扩展
除花生外,该菌接种21天后导致玉米等作物根腐,突破传统认知中Setophoma属的寄主限制。

防治潜力
苯醚甲环唑、四霉素(tetramycin)等均表现强抑制活性,但EC50差异显著(P<0.05),提示需优化用药策略。

结论与意义
该研究填补了Setophoma属致花生根腐病的空白,其广寄主特性对轮作制度提出预警。发现的杀菌剂敏感性差异为精准用药奠定基础,而多基因鉴定体系为复杂真菌分类提供了范式。未来需进一步监测该菌在河南省的流行动态,并开发基于苯醚甲环唑的复合防控技术。

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